[發明專利]一種存在信道估計誤差及天線相關的MIMO中繼系統的預編碼方法

在審

• 申請號: 201610021483.2
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105577249A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 陳小敏;朱益民;蘇君煦;朱秋明;胡續俊;方竹
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域：

本發明屬于無線通信領域，涉及MIMO中繼系統的預編碼方法，更具體的涉及存在 信道估計誤差及天線相關的MIMO中繼系統的預編碼方法。

背景技術：

隨著用戶對各種實時多媒體業務需求的增加，特別是21世紀以來互聯網技術的迅 猛發展，傳統的單天線傳輸技術已經無法滿足無線業務的要求。多輸入多輸出(Multiple- InputMultiple-Output，MIMO)技術極大地提高了通信系統的頻率效率并改善了通信鏈路 的可靠性，已成為無線通信領域一種關鍵的核心技術。中繼技術能夠有效擴大通信網絡覆 蓋范圍、提高通信系統容量，將中繼引入MIMO通信系統，可帶來容量增益和覆蓋面擴展等優 勢。

實際MIMO中繼系統中，不可避免地會存在信道估計誤差和天線相關性。因此，在信 道中考慮信道估計誤差和天線相關性的情況，對于改善通信系統的性能會有很大的幫助。 近年來，關于MIMO中繼的研究層出不窮，但大多都是基于完全信道的中繼結構，而對于信道 中存在的信道估計誤差和天線相關性的相關MIMO中繼系統的研究還處于甚少階段。

發明內容：

本發明為了解決現有技術存在的不足，提供一種存在信道估計誤差及天線相關的 MIMO中繼系統的預編碼方法，與傳統預編碼方法相比，本發明的方法能進一步改善MIMO中 繼系統的誤碼性能。

本發明采用如下技術方案：一種存在信道估計誤差及天線相關的MIMO中繼系統的 預編碼方法，其包括如下步驟：

第一步：針對MIMO中繼系統，構建存在信道估計誤差及天線相關的信道模型，假設發射-中繼端及中繼-接收端信道均存在信道估計誤差及天線相關，用分別表示發射-中繼端和中繼-接收端信道矩陣，n_s，n_r，n_d分別是發射端，中繼端，接收端的天線數并且滿足n_s≤min(n_r,n_d)條件；

第二步：符號子流經發射端預編碼矩陣處理后轉發給中繼，其中發射端發送信號須滿足發射端功率約束，發送信號經過發射-中繼端信道可得中繼接收信號

第三步：接收信號y_r經中繼端預編碼矩陣處理得到并轉發給接收端，其中轉發信號Y滿足中繼功率約束，轉發信號經過中繼-接收端信道，得到接收端接收信號接收端通過接收端處理矩陣得到還原信號

第四步：以最小均方誤差為設計準則，比較發送信號x與接收端還原信號構建MSE代價函數以此實時迭代更新發射端預編碼矩陣、中繼端預編碼矩陣、接收端處理矩陣，最終得到三者的最優解以改善系統的誤比特率。

進一步地，所述第一步構建信道估計誤差及天線相關的信道模型包括：

H和G的天線相關矩陣用Kronecker模型表示，定義和和Ψ_G是發射天線相關矩陣，Σ_H和Σ_G是H和G的接收天線相關矩陣，天線相關矩陣是半正定及完全已知的，和的元素服從均值為0方差為1的復高斯分布，定義和和是和的估計矩陣，ΔH和ΔG是信道估計誤差矩陣，其元素服從均值為0方差分別為和的復高斯分布，因此，信道模型可以表示為：